Раздел 3. Текущие уровни потребления и эмиссии в окружающую среду

Раздел 3. Текущие уровни потребления и эмиссии в окружающую среду

3.1 Производство глинозема

3.1.1 Расход сырья, материалов и электроэнергии

Расход сырья на 1 т глинозема и, как следствие, количество выбросов, сбросов и образующихся отходов зависит от применяемой технологии производства.

При этом удельные уровни потребления сырьевых материалов (топлива, воды и электроэнергии) минимальны для процесса Байера и максимальны для технологии переработки нефелинов на глинозем. Применяемый в Российской Федерации способ Байер-спекания (параллельный вариант) занимает по уровню потребления промежуточное положение. В таблице 3.1 представлены достигнутые удельные расходные показатели по сырью, потребляемому в производстве глинозема по технологиям, применяемым в Российской Федерации.

Таблица 3.1 - Расход сырья, материалов и энергоресурсов

Наименование	Единица измерения	Расход на 1 т глинозема
		Байер-спекание (параллельный вариант)	Переработка нефелинов
Боксит	т	2,54 - 2,74	-
Нефелин	т	-	4,0 - 5,0
Известняк, натуральный	т	0,009 - 0,05	6,0 - 8,0
Каустик (сода), по	т	0,11 - 0,16	-
Технологическое топливо	т у. т.	0,205 - 0,286	1,25 - 1,50
Тепловая энергия	Гкал	2,90 - 4,0	1,25 - 1,35
Электроэнергия	тыс.	0,35 - 0,40	1,0 - 1,1

Чем выше содержание оксида алюминия в сырье (боксите, нефелине), тем ниже удельный расходный коэффициент. Для заводов в Российской Федерации, использующих параллельный способ Байер-спекания, общий расход боксита (или их смеси) зависит от доли каждой ветви в суммарной мощности предприятия по глинозему.

Удельный расход известняка (переработка спеканием) зависит от содержания кремнезема и оксида кальция в боксите (нефелине): дозировка известняка должна соответствовать молекулярному соотношению оксидов кальция и кремнезема в шихте, равному 2. В нефелиновую шихту для достижения щелочного модуля, равного 1, при необходимости может вводиться оборотный содовый раствор.

В производстве глинозема из нефелина основная часть раствора упаривается в несколько стадий до полного раздельного выделения соды и сульфата калия. Нефелиновый или белитовый шлам (после отмывки) является отходом производства глинозема из нефелинов. Технологией комплексной переработки нефелинового сырья предусматривается его использование как основного компонента шихты для производства цементного клинкера, что существенно сокращает себестоимость не только глинозема, но и цемента (таблица 3.2).

Таблица 3.2 - Выход побочных продуктов

Наименование	Единица измерения	Выход на 1 т глинозема
		Байер-спекание	Переработка нефелинов
Сода	т	-	0,475
Сульфат калия	т	-	0,04
Шлам*(3)	т	1,61	8,1

Производство глинозема из нефелинов требует наиболее высоких расходов сырья и энергоресурсов. Его применение в Российской Федерации вызвано отсутствием запасов качественных отечественных бокситов и целесообразно только при наличии дешевой электроэнергии и топлива, низких транспортных расходах на перевозку сырья и готового продукта и при условии комплексного использования сырья.

3.1.2 Характеристика эмиссий

Загрязняющими веществами в производстве глинозема являются твердые вещества (технологическая пыль), щелочные пары в гидрохимических процессах, вредные газы, образующиеся при сжигании топлива, а также производственные отходы - красный (переработка бокситов) и нефелиновый (переработка нефелинов) шламы. Количество шлама напрямую зависит от качества исходного сырья. Учитывая значительные объемы шлама, вопрос его утилизации является весьма важным. И если нефелиновый шлам используется в строительной отрасли, то основным методом утилизации красного шлама является его складирование в местах размещения производственных отходов.

Технологическая пыль - тонкие частицы перерабатываемого сырья (боксита, нефелина, известняка) и получаемых продуктов и полупродуктов глиноземного производства (спека, извести, гидроксида алюминия и глинозема). Источники выделения ЗВ - технологические аппараты (склады), в которых осуществляется переработка, транспортировка (хранение) сырья и полупродуктов, упаковка и транспортировка продукции. Источники выбросов ЗВ - организованные (дымовые трубы, свечи) и неорганизованные (открытые склады, дороги, грузовой транспорт и др.). С целью снижения неорганизованных выбросов транспортеры и элеваторы, предназначенные для транспортировки пылящего материала, конструируются как закрытые системы. Данные по удельным выбросам в атмосферу основных ЗВ и объемам образования отходов производства глинозема приведены в таблицах 3.3 - 3.4.

Таблица 3.3 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу

Наименование	Код ЗВ *(4)	Наличие/отсутствие в перечне ЗВ, подлежащих госрегулированию (распоряжение Правительства РФ N 1316-р от 08.07.2015)	Единица измерения	Источники выброса	Метод очистки, повторного использования	Концентрация ЗВ после очистки
Байер-спекание
Алюминий оксид (в пересчете на алюминий)	101	Отсутствие		Дымовые трубы: - печи кальцинации, - свечи силосов глинозема	Электрофильтры, рукавные фильтры, циклоны (КПД 99,7 - 99,9)	100 - 200
Пыль спека (пыль неорганическая с содержанием ниже 20%)	2909	Наличие		Дымовые трубы: - скрубберов; - печей спекания	Электрофильтры, скрубберы, рукавные фильтры или циклоны (КПД - 85% - 99,5%)	200
Парниковые газы	-	Отсутствие	т экв/т глинозема	Дымовые трубы: - печей кальцинации; - печей спекания	Без очистки	1,4 - 2,3
Спекание нефелинов
Алюминий оксид (в пересчете на алюминий)	101	Отсутствие		Дымовые трубы: - печи кальцинации, - свечи силосов глинозема	Электрофильтры, Рукавные фильтры, Циклоны (КПД - 95% - 98%), рукавные фильтры или циклоны (КПД - 85% - 99,5%)	150 - 200
Пыль неорганическая с содержанием ниже 20%	2909	Наличие		Дымовые трубы: - печей; - холодильников спекания	Электрофильтры (КПД - 99,7% - 99,8%), циклоны (КПД - 95% - 98%), рукавные фильтры или циклоны (КПД - 85% - 99,5%)	200
Парниковые газы	-	Отсутствие	т экв/т глинозема	Дымовые трубы: - печей кальцинации; - печей спекания	Без очистки	8,2 - 10,5

Таблица 3.4 - Отходы производства

Наименование	Единица измерения	Образование отходов	Источники образования	Метод очистки, повторного использования	Размещение отходов
Красный шлам	т/т глинозема	1,52 - 1,70	Образуется при выщелачивании бокситов в ветви Байера и спека в спекательной ветви	После промывки водой транспортируется на хранение	1,52 - 1,70
Нефелиновый (белитовый) шлам	т/т глинозема	7,5 - 8,7	Образуется при выщелачивании спека	После промывки водой транспортируется на хранение или в производство цемента	0 - 8,7

3.2 Производство анодов и анодной массы

Производство анодов и анодной массы на алюминиевых заводах, как правило, располагается на одной промплощадке с производством алюминия и служит для обеспечения собственного производства анодами и анодной массой.

Источниками выделений и выбросов ЗВ является используемое сырье - каменноугольный пек и нефтяной кокс. В таблице 3.5 представлен их расход при производстве обожженных анодов и анодной массы.

Таблица 3.5 - Расход сырья при производстве анодов и анодной массы

Наименование	Единица измерения	Расход на 1 т продукции
Для технологии электролиза ОА
Каменноугольный пек	кг/т Al	80 - 90
Нефтяной кокс	кг/т Al	400 - 415
Для технологии электролиза Содерберга
Каменноугольный пек	кг/т Al	150 - 185
Нефтяной кокс	кг/т Al	340 - 380

Выделение ЗВ в производстве анодной массы начинается с процессов приемки и хранения сырья. Кокс может поступать на предприятие сырым или прокаленным. От складов и узлов перегрузки кокса в атмосферу будет поступать коксовая пыль. При сливе пека и хранении его в резервуарах будут выделяться возгоны каменноугольного пека.

В процессах дробления и размола, дозирования и смешения кокса с пеком возможно выделение коксовой пыли и возгонов каменноугольного пека. Если предприятие в качестве сырья получают сырой кокс, то при производстве анодной массы его прокаливают во вращающихся прокалочных печах. От процесса прокалки кокса в печах в атмосферу будут поступать: пыль коксовая, диоксид серы, оксиды азота, оксид углерода.

В производстве анодов пек поступает в цистернах-пековозах и размещается на складе пека в емкостях. Склады пека оборудованы приемным устройством с постами разогрева пека до температуры 180°C - 220°C и участком пекоподготовки. Выделение смолистых веществ - возгонов каменноугольного пека - происходит при сливе пека из цистерн и в период перекачки пека насосами и заполнения емкостей.

Поступающий в железнодорожных вагонах прокаленный кокс размещается на складе, оборудованном вагоноопрокидывателем, приемным устройством и силосами для хранения кокса. При перегрузке и хранении кокса в атмосферу выделяется коксовая пыль. Также ее выделение происходит в результате процессов дробления и транспортировки кокса по технологическим линиям анодного производства. В процессе смешения кокса и пека в атмосферу выделяются возгоны каменноугольного пека и коксовая пыль.

При обжиге "зеленых" анодов в печи обжига образуются оксиды азота, коксовая пыль, диоксид серы, оксид углерода, возгоны каменноугольного пека, мазутная зола (при использовании мазута в качестве топлива). При использовании в качестве сырьевого компонента огарков анодов при обжиге будет также выделяться некоторое количество фтористого водорода.

Маркерными ЗВ для производства анодов и анодной массы будут являться пыль и возгоны каменноугольного пека. При этом под маркерными веществами понимаются основные (приоритетные) ЗВ, характерные для конкретной технологии производства, по содержанию (объему или массе) которых могут быть сделаны достоверные выводы о выбросах предприятия в целом.

В процессе производства анодов и анодной массы вода практически не используется, водные ресурсы могут использоваться только для процессов охлаждения, а система водоснабжения/водоотведения представляет собой замкнутый водооборот с локальными очистными сооружениями. К основным технологическим отходам производства анодной массы и анодов относятся отработанные футеровочные материалы печей прокалки и печей обжига. Образование данных отходов зависит от срока службы печей до проведения ремонтов. На анодных производствах алюминиевых заводов данные отходы передаются на переработку сторонним организациям по производству огнеупоров или размещаются на полигонах производственных отходов.

Данные по удельным выбросам ЗВ в атмосферу и объемам образования отходов производства анодов и анодной массы приведены в таблицах 3.6 - 3.8.

Таблица 3.6 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу. Производство анодной массы

Наименование	Код ЗВ	Наличие/отсутствие в перечне ЗВ, подлежащих госрегулированию (распоряжение Правительства РФ N 1316-р от 08.07.2015)	Единица измерения	Объем и (или) масса образующихся ЗВ (до очистки) в расчете на тонну продукции	Техпроцессы - источники выделений ЗВ	Метод очистки, повторного использования	Объем и/или масса выбросов ЗВ после очистки в расчете на тонну продукции
Пыль коксовая	328 *	Отсутствие	кг/т анодной массы	0,6 - 4,0	Хранение и перемещение кокса	Циклон, рукавный фильтр, циклон-электрофильтр, электрофильтр	0,08 - 0,12
				2,5 - 14,0	Измельчение, смешивание, формование	Циклон, рукавный фильтр, электрофильтр	0,1 - 0,28
				4,5 - 13,3	Прокалка	Батарейный циклон; батарейный циклон-электрофильтр; электрофильтр	0,06 - 1,33
Диоксид серы	330	Наличие			Прокалка	Без очистки	3,2 - 7,1
* Возможно применение кода 2909.		Наличие
Возгоны каменноугольного пека (включая	725	Отсутствие	кг/т анодной массы	0,05 - 0,06	Хранение и перемещение пека	-	0,05 - 0,06
бенз(а)пирен и другие ПАУ)				0,013 - 0,063	Смешивание, формование	Сухая ГОУ	0,0003 - 0,013
Парниковые газы	-	Отсутствие	т экв./т AI	0,01 - 0,15	Прокалка	Без очистки	0,01 - 0,15

Таблица 3.7 - Отходы производства. Производство анодов и анодной массы

Наименование отходов	Класс опасности	Единица измерения	Объем и (или) масса образования отходов в расчете на тонну продукции	Источники образования	Метод очистки, повторного использования	Объем и (или) масса размещенных отходов в расчете на тонну продукции
Отработанная футеровка печей обжига	4	кг/т анодов	1,2	Печи обжига	-	1,2
Отработанная футеровка печей прокалки	4	кг/т анодной массы	2 - 0,5	Печи прокалки	-	2 - 0,5

Таблица 3.8 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу. Производство анодов

Наименование	Код ЗВ	Наличие/отсутствие в перечне ЗВ, подлежащих госрегулированию (распоряжение Правительства РФ N 1316-р от 08.07.2015)	Единица измерения	Объем и (или) масса образующихся ЗВ (до очистки) в расчете на тонну продукции	Техпроцессы - источники выделений ЗВ	Метод очистки, повторного использования	Объем и /или масса выбросов ЗВ после очистки в расчете на тонну продукции
Пыль коксовая	328*	отсутствие	кг/т анодов	0,7	Хранение, перемещение и сушка кокса	Циклон, рукавный фильтр	0,05
				1,86	Измельчение, смешивание, формование	Рукавный фильтр	0,023
				0,29 - 0,53	Обжиг "зеленых" анодов	Полый скруббер, сухая ГОУ	0,008 - 0,045
				6,1	АМО	Рукавный фильтр	0,061 - 0,305
* Возможно применение кода 2909.		Наличие
Возгоны каменноугольного пека (включая бенз(а)пирен и другие ПАУ)	725	Отсутствие	кг/т анодов	0,03	Хранение и перемещение пека	Система улавливания паров пека	0,006
				0,06 - 0,37	Смешивание, формование	Сухая ГОУ	0,002 - 0,037
				1,3 - 2	Обжиг "зеленых" анодов	Полый скруббер, сухая ГОУ	0,03 - 0,26
Парниковые газы		Отсутствие	т экв./т Al	0,13	Обжиг "зеленых" анодов	Без очистки	0,13

3.3 Производство первичного алюминия

3.3.1 Расход сырья, материалов и электроэнергии

Расход сырья зависит от многих факторов: типа электролизера, состояния технологии, качества сырья, транспортных потерь и т.д.

В таблице 3.9 приведена динамика усредненных расходных коэффициентов за 2010 - 2014 годы по алюминиевым заводам Российской Федерации.

Таблица 3.9 - Динамика усредненных расходных коэффициентов

	2010 год	2011 год	2012 год	2013 год	2014 год
Расход глинозема, кг/т Al	1936,2	1933,9	1933,5	1933,1	1931,3
Расход анодной массы, кг/т Al	532	530	524	519	517
Выход по току, %	89,61	89,85	90,07	90,2	90,26

В таблице 3.10 приведены данные по расходу сырья, материалов и энергоресурсов для разных технологий электролиза.

Таблица 3.10 - Расход сырья, материалов и энергоресурсов

Наименование оборудования	Назначение оборудования	Технологические характеристики
		Расход электроэнергии,	Расход глинозема, кг/т Al	Расход анодов нетто или анодной массы, кг/т Al	Расход фтор. алюминия, кг/т Al
Электролизеры с самообжигающимися анодами и верхним токоподводом	Получение первичного алюминия (алюминия-сырца)	15216 - 16111	1920 - 1939	522 - 528	21 - 40
Электролизеры с самообжигающимися анодами и боковым токоподводом		15171 - 15620	1932 - 1944	510 - 515	12,0 - 21,0
Электролизеры с предварительно обожженными анодами		13158 - 15126	1917 - 1938	420 - 460	12,0 - 21,0

Расход глинозема практически не зависит от типа электролизеров и определяется в основном транспортными потерями, потерями на перевозку от склада до электролизеров и содержанием мелких фракций, значительная часть которых теряется в виде пыли.

Расход фторидов (криолит и трифторид алюминия) зависит от многих факторов: типа электролизера; состояния технологии; состава и температуры перегрева электролита; наличия, вида, КПД и КПИ газосборного и газоочистного оборудования; состояния технологической дисциплины; содержания оксида натрия в глиноземе; количества снимаемой угольной пены и эффективности ее флотации и др.

Расход анодов зависит от типа электролизеров. Фактически в электролизере на производство 1 т алюминия расходуется 420 - 460 кг обожженных анодов. При этом остается огарок, следовательно, полная потребность в обожженных анодах зависит от качества анода и величины огарка. Расход анодной массы также зависит от многих факторов: потерь при транспортировке, потерь летучих компонентов при коксовании пека и с поверхности жидкой анодной массы, осыпания и окисления боковых поверхностей анода, выхода по току и плотности тока.

Расход электроэнергии зависит главным образом от типа электролизера и выхода по току. При прочих равных условиях наибольший расход электроэнергии - у электролизеров ВТ, а наименьший - у ванн с ОА.

3.3.2 Характеристика эмиссий

Источником выделения вредных веществ при производстве алюминия является используемые сырье и материалы. При этом зачастую очень важную роль играет не столько химический состав применяемых сырья и материалов, сколько их физические характеристики, такие, например, как гранулометрический состав.

Образование и выделение из электролизеров фтористых соединений, основным из которых является фторид водорода, происходят непрерывно, хотя они и не связаны непосредственно с электрохимическим процессом, а обусловлены процессами испарения и разложения расплава электролита и загружаемых фтористых солей. Летучестью электролита и загружаемых фтористых солей обусловлено выделение из электролизеров лишь некоторой части твердых фторидов, обнаруживаемых в пыли. Вторым источником пылевидных фторидов служит механический унос загружаемых солей восходящими потоками анодных газов либо отсасываемой от электролизера газовоздушной смесью.

Источником выделения оксида углерода является угольный анод, который в процессе электролиза окисляется с выделением диоксида и оксида углерода.

Сопутствующим компонентом угольных материалов является сера, которая с анодными материалами вовлекается в процесс получения алюминия. Некоторое количество серы поступает с фтористыми солями, где она присутствует в виде сульфатов.

Источником выделения и выбросов в атмосферу смолистых веществ при производстве алюминия в электролизерах с самообжигающимися анодами (БТ и ВТ) является каменноугольный пек, используемый в качестве связующего при получении анодной массы. Смолистые вещества выделяются из электролизеров в результате термохимических процессов, происходящих при коксовании анодной массы. Второй источник выделения смолистых веществ связан с операцией перестановки токоподводящих штырей в аноде на электролизерах ВТ. При использовании рядовой анодной массы после раскручивания и извлечения штыря в образовавшееся отверстие в спеченной части анода затекает жидкая анодная масса из верхних зон. При попадании жидкой анодной массы в зону высоких температур происходит бурное коксование пека с образованием большого количества возгонов смолы, которое выбрасывается в атмосферу корпуса. Кроме того, сырая угольная масса налипает на горячий штырь в момент извлечения его из анода, когда раскаленная его часть касается слоя жидкой анодной массы, при этом в атмосферу корпуса также выделяются смолистые погоны.

Смолистые вещества, образующиеся при коксовании анодной массы на электролизерах ВТ и поступающие в газосборник, дожигаются в горелках. Полнота сгорания зависит от конструкции горелок, регулировки процесса горения и контроля за процессом. Часть несгоревшей смолы, особенно ее тяжелые фракции, конденсируется и вместе с пылью оседает в каналах газоходов, остальная поступает на газоочистку. В зависимости от типа электролизера, условий и уровня его эксплуатации объем и состав пылегазовоздушной смеси может изменяться.

Технология электролиза ОА в электролизерах первого поколения (до 300 кА)

Данная технология электролиза в Российской Федерации представлена электролизерами с предварительно обожженными анодами (ОА) на силу тока до 300 кА, оборудованными рамно-створчатыми укрытиями. Эффективность укрытий электролизеров первого поколения составляет 96,6% - 97%. Уловленная укрытием газовоздушная смесь направляется на установки "сухой" очистки газов глиноземом в реакторах и рукавных фильтрах. Эффективность "сухих" газоочисток корпусов электролиза, оснащенных электролизерами ОА первого поколения, может составлять 98,4% - 99,8%. Очищенные газы поступают в атмосферу через дымовые трубы, отработанный (фторированный) глинозем возвращается в процесс электролиза.

Основные технические решения для сокращения выбросов ЗВ от электролизеров ОА первого поколения:

- автоматизация производства, позволяющая более точно регулировать технологические и тепловые режимы работы электролизеров, оптимизировать состав электролита, контролировать раздачу сырья в электролизеры;

- применение установок сухой очистки газов;

- автоматическое питание глиноземом (АПГ), фторсолями и дробленым электролитом электролизеров, что позволяет исключить разгерметизацию электролизера при проведении данной технологической операции.

Технология электролиза ОА в электролизерах первого поколения (до 300 кА) внедрена на четырех отечественных алюминиевых заводах.

Технология электролиза ОА в электролизерах второго поколения (300 кА и выше)

Данная технология электролиза в Российской Федерации представлена электролизерами с предварительно обожженными анодами (ОА) на силу тока 300 кА и выше, оборудованными рамно-створчатыми укрытиями. Эффективность укрытий электролизеров второго поколения может составлять до 98,7%. Уловленная укрытием газовоздушная смесь направляется на установки "сухой" очистки газов глиноземом в реакторах и рукавных фильтрах. Эффективность "сухих" газоочисток корпусов электролиза, оснащенных электролизерами ОА второго поколения, может составлять 99,2% - 99,8%. Очищенные газы поступают в атмосферу через дымовые трубы, отработанный (фторированный) глинозем возвращается в процесс электролиза.

Основные технические решения для сокращения выбросов ЗВ от электролизеров ОА второго поколения:

- автоматизация производства, позволяющая более точно регулировать технологические и тепловые режимы работы электролизеров, оптимизировать состав электролита, контролировать раздачу сырья в электролизеры;

- применение установок сухой очистки газов;

- автоматическое питание глиноземом (АПГ), фторсолями и дробленым электролитом электролизеров, что позволяет исключить разгерметизацию электролизера при проведении данной технологической операции;

- уплотнение штанг анодов электролизеров для минимизации выделений ЗВ в корпус электролиза через неплотности в месте входа штанги в укрытие электролизера;

- автоматическое гашение анодных эффектов в электролизере без его разгерметизации;

- использование проема в укрытиях электролизера для выливки металла, отбора проб и других операций.

Данные мероприятия позволяют повысить эффективность укрытия электролизера и сократить выбросы ЗВ через аэрационные фонари.

Данная технология электролиза ОА в электролизерах второго поколения (свыше 300 кА) внедрена на двух отечественных алюминиевых заводах.

Для процесса электролиза технологии ОА не требуется расхода производственной воды. Потребление водных ресурсов возможно только в литейных отделениях для охлаждения оборудования (производственные воды) и при использовании воды питьевого качества для хозяйственно-бытовых нужд.

Сбросы ЗВ на алюминиевых заводах, оснащенных технологией электролиза ОА, отсутствуют в связи с использованием замкнутой системы водооборота.

Основные производственные отходы - отработанная угольная и кирпичная футеровка - размещаются на собственных объектах размещения отходов. Огарки обожженных анодов возвращаются в производство "зеленых" анодов.

В таблице 3.11 представлены выбросы ЗВ от технологий электролиза ОА в электролизерах первого и второго поколений.

В таблице 3.12 представлены объемы образования и размещения отходов для технологии электролиза ОА в электролизерах первого и второго поколений.

Таблица 3.11 - Выбросы ЗВ в атмосферу. Технология электролиза ОА

Наименование	Код ЗВ	Наличие/отсутствие в перечне ЗВ, подлежащих госрегулированию (распоряжение Правительства РФ N 1316-р от 08.07.2015)	Единица измерения	Объем и (или) масса образующихся ЗВ (до очистки) в расчете на тонну продукции	Источники выброса	Метод очистки, повторного использования	Объем и (или) масса выбросов ЗВ фонарь + труба (после очистки) в расчете на тонну продукции
Электролизеры первого поколения (до 300 кА)
Фтористый водород	342	Наличие	кг/т Al	7,8 - 9,8	Трубы, фонари электролизных корпусов ОА	Сухая ГОУ (реактор - рукавный фильтр)	0,25 - 0,38
Твердые фториды	344	Наличие	кг/т Al	9,6 - 14,0			0,53 - 0,77
Пыль общая	-	Отсутствие	кг/т Al	68 - 88			3,4 - 4,9
Диоксид серы	330	Наличие	кг/т Al	9,4 - 11,6		Без очистки	9,4 - 11,6
Парниковые газы	-	Отсутствие	т экв./т Al	1,9 - 2,2		Без очистки	1,9 - 2,2
Электролизеры второго поколения (300 кА и выше)
Фтористый водород	342	Наличие	кг/т Al	9,2 - 11,7	Трубы, фонари электролизных корпусов ОА	Сухая ГОУ (реактор-рукавный фильтр	0,21 - 0,36
Твердые фториды	344	Наличие	кг/т Al	11 - 16			0,37 - 0,65
Пыль общая	-	Отсутствие	кг/т Al	60 - 102			2,2 - 2,7
Диоксид серы	330	Наличие	кг/т Al	9,2 - 12,8		Без очистки	9,2 - 12,8
Парниковые газы	-	Отсутствие	т экв./т Al	1,5 - 1,7		Без очистки	1,5 - 1,7

Таблица 3.12 - Отходы производства и потребления. Технология электролиза ОА

Наименование отходов	Класс опасности	Единица измерения	Объем и (или) масса образования отходов до очистки в расчете на тонну продукции	Источники образования	Метод очистки, повторного использования	Объем и (или) масса размещенных отходов в расчете на тонну продукции
Угольная пена	3	кг/т Al	0 - 0,8	Электролизеры ОА	Использование в производстве фторсолей и (или) размещение на полигоне промышленных отходов	До 0,8
Огарки обожженных анодов	4	кг/т Al	65 - 124	Электролизеры ОА	Возвращение в производство анодов	0
Отработанная угольная футеровка	3 - 4*	кг/т Al	9 - 14	Электролизеры ОА	Размещение на полигонах промотходов. Возможна частичная передача сторонним организациям для использования	До 14
Отработанная кирпичная футеровка электролизеров	4	кг/т Al	7 - 13	Электролизеры ОА	Размещение на полигонах промотходов	До 13
* Устанавливается в соответствии с Федеральным классификационным каталогом отходов (ФККО).

Технология электролиза БТ

Данная технология электролиза в Российской Федерации представлена электролизерами с самообжигающимися анодами и боковым подводом тока к аноду на силу тока 83 - 85 кА. Электролизеры оснащены шторными укрытиями с эффективностью 93% - 96%. Выделения ЗВ, уловленные укрытием, поступают на установку "сухой" очистки газов (реакторы и рукавные фильтры), эффективность которой может составлять: по фтористому водороду 98,4% - 99%; по твердым фторидам и пыли - 99%; по смолистым веществам - 96%.

Основные технические решения для сокращения выбросов ЗВ от электролизеров БТ:

- применение шторных укрытий электролизеров;

- применение установок "сухой" очистки газов;

- герметизация узла анодного стояка электролизера.

Для процесса электролиза технологии БТ не требуется расхода производственной воды. Потребление водных ресурсов возможно только в литейных отделениях для охлаждения оборудования (производственные воды) и при использовании воды питьевого качества для хозяйственно-бытовых нужд.

Сбросы ЗВ с производственными водами в поверхностные и подземные водные объекты на алюминиевых заводах, оснащенных технологией электролиза БТ, отсутствуют в связи с использованием замкнутой системы водооборота.

Основными отходами электролизного производства, оснащенного технологией БТ, являются угольная пена, отработанная угольная и кирпичная футеровки.

Технология электролиза БТ внедрена на одном отечественном алюминиевом заводе.

В таблицах 3.13 и 3.14 представлены характеристики выбросов ЗВ в атмосферный воздух и данные по образованию основных видов отходов технологии электролиза БТ.

Таблица 3.13 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу. Технология электролиза БТ

Наименование	Код ЗВ	Наличие/отсутствие в перечне ЗВ, подлежащих госрегулированию (распоряжение Правительства РФ N 1316-р от 08.07.2015)	Единица измерения	Объем и (или) масса образующихся ЗВ (до очистки) в расчете на тонну продукции	Источники выброса	Метод очистки, повторного использования	Объем и (или) масса выбросов ЗВ фонарь + труба (после очистки) в расчете на тонну продукции
Фтористый водород	342	Наличие	кг/т Al	6,2 - 10,3	Трубы, фонари электролизных корпусов БТ	Сухая ГОУ (реактор - рукавный фильтр)	0,5 - 0,82
Твердые фториды	344	Наличие	кг/т Al	9,2 - 15,3			0,5 - 0,83
Пыль общая	-	Отсутствие	кг/т Al	60,9 - 101,5			3,20 - 5,50
Смолистые вещества (включая бенз(а)пирен и другие ПАУ)	3748	Отсутствие	кг/т Al	10,3 - 17,1			0,9 - 1,52
Диоксид серы	330	Наличие	кг/т Al	7,1 - 11,8		Без очистки	8,2 - 13,6
Парниковые газы	-	Отсутствие	т экв./т Al	~3,2		Без очистки	~3,2

Таблица 3.14 - Отходы производства и потребления. Технология электролиза БТ

Наименование отходов	Класс опасности	Единица измерения	Объем и (или) масса образования отходов до очистки в расчете на тонну продукции	Источники образования	Метод очистки, повторного использования	Объем и (или) масса размещенных отходов в расчете на тонну продукции
Угольная пена	3	кг/т Al	11,2 - 13,0	Электролизеры БТ	Размещение на полигоне промотходов	До 13
Отработанная угольная футеровка	3 - 4*	кг/т Al	12 - 13	Электролизеры БТ	Размещение на полигоне промотходов	До 13
Отработанная кирпичная футеровка электролизеров	4	кг/т Al	8 - 9	Электролизеры БТ	Размещение на полигоне промотходов	До 9
* Устанавливается в соответствии с Федеральным классификационным каталогом отходов (ФККО).

Технология электролиза ВТ

Данная технология электролиза в РФ представлена электролизерами с самообжигающимися анодами и верхним подводом тока к аноду (ВТ) на силу тока от 140 до 176 кА.

Рядовые электролизеры ВТ оснащены колокольными укрытиями с эффективностью 86,3% - 88%. Рядовые электролизеры ВТ могут оснащаться системами АПГ, что позволяет повысить эффективность укрытия до 90%. Укрытия модернизированных (за счет усовершенствования конструкции газоудаления и сырьевых компонентов) электролизеров ВТ (технология "ЭкоСодерберг") составляет 97,5%.

Корпуса электролиза, работающие по технологии электролиза ВТ, оснащаются системами газоочистки различных комбинаций:

- первая ступень очистки в электрофильтрах + вторая ступень - "мокрая" очистка в скрубберах или пенных аппаратах;

- первая ступень очистки - "сухая" ГОУ + вторая ступень - "мокрая" очистка в скрубберах или пенных аппаратах;

- одноступенчатая "сухая" ГОУ;

- одноступенчатая "мокрая" ГОУ.

В зависимости от способа газоочистки ее эффективность для технологии электролиза ВТ составляет:

- по фтористому водороду - 95% - 99,8%;

- по пыли и твердым фторидам - 70% - 99,7%;

- по смолистым веществам - 50% - 99,4%;

- по диоксиду серы - 0% - 98,7%.

Основные технические решения для сокращения выбросов ЗВ от рядовых электролизеров ВТ:

- применение газоочистных аппаратов ("сухая", "мокрая" ГОУ или их комбинация);

- применение "сухой" анодной массы для сокращения выделений смолистых веществ.

Лучших показателей минимизации выбросов ЗВ в атмосферу в настоящее время достигают модернизированные электролизеры ВТ - технология "ЭкоСодерберг".

К техническим и технологическим решениям модернизации рядовых электролизеров ВТ с переходом на технологию "ЭкоСодерберга" относятся:

- новый газосборный колокол и система газоудаления;

- новые технологический инструмент, средства механизации, новые технологические практики для обслуживания электролизеров;

- модернизированные газоходы с автоматической пневматической очисткой;

- новая технология производства и использования анодной массы нового типа - анодной массы с пониженным содержанием связующего.

Данные решения позволят сократить выделения и выбросы ЗВ от электролизеров Содерберга, а также обеспечить возможность увеличения выхода по току усовершенствованных электролизеров.

Технология "ЭкоСодерберг" внедрена в нескольких корпусах электролиза на двух отечественных алюминиевых заводах.

До перехода на технологию "ЭкоСодерберг" корпуса электролиза с рядовыми электролизерами ВТ могут оснащаться системами АПГ и более современными "сухими" газоочистками.

Для части рядовых электролизеров ВТ, эксплуатирующихся на алюминиевых заводах Российской Федерации, например шпангоутного типа, переход на технологию "ЭкоСодерберг" затруднен в связи с их конструктивными особенностями. В этом случае, а также для рядовых электролизеров ВТ с целью сокращения выбросов ЗВ в атмосферный воздух до перехода на технологию "ЭкоСодерберг" применяется комплекс операционных мероприятий, направленных на сокращение времени разгерметизации электролизера, повышение эффективности системы газоотсоса и снижение выбросов через аэрационные фонари электролизных корпусов - источники выбросов, дающие наибольший вклад в загрязнение атмосферы. Данный комплекс мероприятий называется "Производственная система".

Технология электролиза ВТ с "Производственной системой" внедрена в корпусах электролиза на двух отечественных алюминиевых заводах.

Для процесса электролиза технологии ВТ не требуется расхода производственной воды. Потребление водных ресурсов возможно только в литейных отделениях для охлаждения оборудования (производственные воды) и при использовании воды питьевого качества для хозяйственно-бытовых нужд.

Сбросы ЗВ с производственными водами в поверхностные и подземные водные объекты на алюминиевых заводах, оснащенных технологией электролиза ВТ, отсутствуют в связи с использованием замкнутой системы водооборота.

Основными отходами электролизного производства ВТ являются угольная пена, отработанная угольная и кирпичная футеровки. Угольная пена, как правило, целиком перерабатывается в сопутствующем производстве фторсолей, угольная и кирпичная футеровки в основном размещаются на полигоне промотходов. Часть угольной футеровки в зависимости от рыночного спроса может реализовываться сторонним потребителям.

В таблицах 3.15 - 3.18 приведены характеристики выбросов ЗВ в атмосферный воздух для вариантов технологии электролиза ВТ. В таблице 3.19 приведены данные по образованию основных видов отходов для технологии электролиза ВТ.

Таблица 3.15 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу. Рядовая технология электролиза ВТ

Наименование	Код ЗВ	Наличие/отсутствие в перечне ЗВ, подлежащих госрегулированию (распоряжение Правительства РФ N 1316-р от 08.07.2015)	Единица измерения	Объем и (или) масса образующихся ЗВ (до очистки) в расчете на тонну продукции	Источники выброса	Метод очистки, повторного использования	Объем и (или) масса выбросов ЗВ фонарь + труба (после очистки) в расчете на тонну продукции
Фтористый водород	342	Наличие	кг/т Al	10,0 - 11,6	Трубы, фонари электролизных корпусов ВТ	Электрофильтр + "мокрый" "хвост"	1,20 - 2,11
Твердые фториды	344	Наличие	кг/т Al	10,0 - 18,7			1,3 - 2,8
Пыль общая	-	Отсутствие	кг/т Al	43 - 67			11,0 - 16,9
Смолистые вещества (включая бенз(а)пирен и другие ПАУ)	3748	Отсутствие	кг/т Al	2,5 - 4,2			1,5 - 2,24
Диоксид серы	330	Наличие	кг/т Al	10,9 - 13,8			1,5 - 2,3
Парниковые газы	-	Отсутствие	т экв./т Al	2,0 - 3,0		Без очистки	2,0 - 3,0

Таблица 3.16 - Выбросы ЗВ в атмосферу. Технология электролиза ВТ с производственной системой

Наименование	Код ЗВ	Наличие/отсутствие в перечне ЗВ, подлежащих госрегулированию (распоряжение Правительства РФ N 1316-р от 08.07.2015)	Единица измерения	Объем и (или) масса образующихся ЗВ (до очистки) в расчете на тонну продукции	Источники выброса	Метод очистки, повторного использования	Объем и (или) масса выбросов ЗВ фонарь + труба (после очистки) в расчете на тонну продукции
Фтористый водород	342	Наличие	кг/т Al	12,4 - 13,8	Трубы, фонари электролизных корпусов ВТ с производственной системой	Электрофильтр + "мокрый" скруббер	1,2 - 1,4
Твердые фториды	344	Наличие	кг/т Al	6,3 - 7,1			1,3 - 1,88
Пыль общая	-	Отсутствие	кг/т Al	39,2 - 43,7			6,85 - 9,11
Смолистые вещества (включая бенз(а)пирен и другие ПАУ)	3748	Отсутствие	кг/т Al	1,6 - 2,6			1,5 - 1,68
Диоксид серы	330	Наличие	кг/т Al	13,4 - 22,3			1,5 - 2,3
Парниковые газы	-	Отсутствие	т экв./т Al	2,0 - 3,0		Без очистки	2,0 - 3,0

Таблица 3.17 - Выбросы ЗВ в атмосферу. Рядовая технология электролиза ВТ, оснащенная АПГ и "сухой" ГОУ

Наименование	Код ЗВ	Наличие/отсутствие в перечне ЗВ, подлежащих госрегулированию (распоряжение Правительства РФ N 1316-р от 08.07.2015)	Единица измерения	Объем и (или) масса образующихся ЗВ (до очистки) в расчете на тонну продукции	Источники выброса	Метод очистки, повторного использования	Объем и (или) масса выбросов ЗВ фонарь + труба (после очистки) в расчете на тонну продукции
Фтористый водород	342	Наличие	кг/т Al	10,4 - 13,8	Трубы, фонари электролизных корпусов ВТ, оснащенных АПГ и "сухой" ГОУ	"сухая" ГОУ + мокрый "хвост"	0,62 - 0,81
Твердые фториды	344	Наличие	кг/т Al	7,3 - 9,8			0,62 - 0,83
Пыль общая	-	Отсутствие	кг/т Al	39,0 - 51,4			3,2 - 4,2
Смолистые вещества (включая бенз(а)пирен и другие ПАУ)	3748	Отсутствие	кг/т Al	2,98 - 3,04			1,46 - 1,48
Диоксид серы	330	Наличие	кг/т Al	17,87 - 17,91			1,9 - 2,1
Парниковые газы	-	Отсутствие	т экв./т Al	2,0 - 3,0		Без очистки	2,0 - 3,0

Таблица 3.18 - Выбросы ЗВ в атмосферу. Технология "ЭкоСодерберг"

Наименование	Код ЗВ	Наличие/отсутствие в перечне ЗВ, подлежащих госрегулированию (распоряжение Правительства РФ N 1316-р от 08.07.2015)	Единица измерения	Объем и (или) масса образующихся ЗВ (до очистки) в расчете на тонну продукции	Источники выброса	Метод очистки, повторного использования	Объем и (или) масса выбросов ЗВ фонарь + труба (после очистки) в расчете на тонну продукции
Фтористый водород	342	Наличие	кг/т Al	11,4 - 18,6	Трубы, фонарь электролизных корпусов, оснащенных электролизерами ВТ "ЭкоСодерберг"	Сухая ГОУ (реактор-рукавный фильтр) + "мокрый" скруббер	0,38*
Твердые фториды	344	Наличие	кг/т Al	7,6 - 12,4			0,34*
Пыль общая	-	Отсутствие	кг/т Al	40 - 65,3			1,8 - 3,6
Смолистые вещества (включая бенз(а)пирен и другие ПАУ)	3748	Отсутствие	кг/т Al	0,88 - 1,10			0,89 - 1,38
Диоксид серы	330	Наличие	кг/т Al	17,1 - 17,4			До 1,0
* Лучшая практика.

Таблица 3.19 - Отходы производства и потребления. Технология электролиза ВТ

Наименование отходов	Класс опасности	Единица измерения	Объем и (или) масса образования отходов до очистки в расчете на тонну продукции	Источники образования	Метод очистки, повторного использования	Объем и (или) масса размещенных отходов в расчете на тонну продукции
Угольная пена	3 - 4	кг/т Al	15 - 43	Электролизеры ВТ	Использование в производстве фторсолей	0
Отработанная угольная футеровка	3 - 4*	кг/т Al	8 - 20	Электролизеры ВТ	Размещение на полигонах промотходов. Возможна частичная передача сторонним организациям для использования	До 20
Отработанная кирпичная футеровка электролизеров	4	кг/т Al	6 - 15	Электролизеры ВТ	Размещение на полигонах промотходов	До 15
* Устанавливается в соответствии с Федеральным классификационным каталогом отходов (ФККО).

3.4 Литейное производство

Основными источниками выделения ЗВ в литейном производстве являются миксеры, плавильные печи, прессы, индукционные печи, литейные машины, линии резки слитков.

Источники литейного отделения вносят незначительный вклад в общий объем выбросов алюминиевого завода. При плавке металла в миксерах и плавильных печах возможны незначительные выделения пыли, оксида алюминия, а при использовании флюсов в выделениях могут содержаться фториды и хлориды. В литейном производстве алюминиевых заводов используются электрические миксеры, а плавильные печи в качестве топлива используют газ или мазут. При сжигании топлива в плавильных печах в атмосферу выделяются продукты его сгорания: оксиды азота, оксид углерода, диоксид серы. При резке слитков пилами для охлаждения используется масло, и выделяющаяся при резке пыль алюминия полностью улавливается. В атмосферу при этом будут поступать только пары масла.

Оборудование литейного производства может быть оснащено местными отсосами для минимизации воздействия на воздух рабочей зоны. В основном это применятся на новых заводах. На алюминиевых предприятиях, эксплуатирующихся более 20 лет, выделения ЗВ от оборудования литейного производства поступают в атмосферу через фонарь.

В связи с незначительными количествами ЗВ миксеры, плавильные и индукционные печи не оснащаются системами газоочистки. Выбросы ЗВ от литейных отделений не создают за пределами промплощадки предприятия значительных максимальных приземных концентраций и не ухудшают качество атмосферного воздуха в жилых зонах.

Уровень удельных выбросов литейных отделений алюминиевых заводов Российской Федерации составляет 0,02 - 0,2 кг/т Al (для пыли).